Composite Fouling on Heat Exchanger Surface pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Nova Science Pub Inc

作者:Yu, Hong

出品人:

頁數:167

译者:

出版時間:

價格:79

裝幀:HRD

isbn號碼:9781600211164

叢書系列:

圖書標籤:

• Heat Exchanger
• Fouling
• Composite Fouling
• Surface Chemistry
• Heat Transfer
• Corrosion
• Water Treatment
• Industrial Equipment
• Energy Efficiency
• Materials Science

跨越熱交換器錶麵的多相沉積：從機理到控製的全麵探索 圖書信息： 書名： 跨越熱交換器錶麵的多相沉積：從機理到控製的全麵探索 (Multiphase Deposition Across Heat Exchanger Surfaces: A Comprehensive Exploration from Mechanisms to Control) 圖書簡介： 在現代工業體係中，熱交換器作為能量傳遞的核心設備，其運行效率直接關係到生産成本、能源消耗乃至環境負荷。然而，一個長期睏擾工程師和研究人員的難題是沉積（Fouling）現象。本書《跨越熱交換器錶麵的多相沉積：從機理到控製的全麵探索》旨在提供一個全麵、深入且具有高度實踐指導意義的視角，聚焦於沉積現象在熱交換器錶麵的復雜演化過程，特彆是涉及多種相態物質參與的沉積體係。 本書摒棄瞭對單一類型沉積（如僅關注微生物汙垢或僅關注無機結垢）的狹隘探討，而是將重點放在瞭“多相沉積”這一交叉和前沿領域。多相沉積意味著在傳熱錶麵上，同時或依次發生著化學反應、顆粒沉降、生物附著、相變析齣等多種物理化學過程的協同或競爭作用。這種復雜性使得傳統的經驗模型難以準確預測和控製，因此對深入理解其內在機理提齣瞭更高的要求。 全書結構清晰，內容組織遵循“現象描述—機理剖析—影響因素分析—監測診斷—控製策略”的邏輯鏈條，旨在為熱力學、流體力學、材料科學以及化工過程控製等領域的專業人士提供一本權威的參考書。 第一部分：多相沉積的基礎理論與熱交換器係統背景 本部分首先迴顧瞭熱交換器設計的關鍵要素，包括流體動力學特性、傳熱理論基礎，並係統梳理瞭沉積現象對換熱性能衰減的量化評估方法。重點闡述瞭何為“多相沉積”——它不僅僅是簡單地疊加不同類型的沉積物，而是各組分之間相互作用（如生物膜對無機晶體成核的催化作用，或顆粒物在生物粘液層中的捕獲）。 詳細介紹瞭不同類型的沉積物在熱交換器環境下的生成路徑： 1. 化學結垢與沉澱： 探討瞭溶解度乘積、過飽和度以及成核動力學在不同溫度和壓力梯度下的變化，特彆關注瞭碳酸鈣、硫酸鹽、矽酸鹽等常見水垢的形成過程。 2. 顆粒沉降與堵塞： 分析瞭懸浮顆粒（如泥沙、粉煤灰）在邊界層中的遷移、沉積和堆積行為，結閤瞭湍流擴散模型和沉積速度的確定。 3. 生物附著與生物膜形成： 深入研究瞭微生物（細菌、藻類）在材料錶麵的初始吸附、菌落形成以及生物膜基質（EPS）的産生，及其對後續無機和顆粒沉積的“搭橋”作用。 第二部分：多相沉積的耦閤機理與界麵行為 這是本書的核心與創新所在。本部分著重解構多相沉積物在傳熱界麵上的復雜相互作用機製。 2.1 界麵化學與物理吸附的競爭： 討論瞭材料錶麵能、潤濕性與流體剪切力如何共同決定瞭初始沉積階段的優勢機製。引入瞭分子動力學模擬（MD）和密度泛函理論（DFT）在預測不同流體組分在金屬或聚閤物錶麵的初始吸附能和鍵閤強度的應用。 2.2 結構耦閤與分層生長： 詳盡分析瞭多相沉積層內部的微觀結構。例如，生物膜如何充當一個多孔骨架，有效地降低瞭水垢晶體的擴散路徑，加速瞭其在基體中的嵌入；或者，硬垢層如何阻礙瞭微生物的營養物質獲取，從而抑製瞭生物膜的進一步增厚。使用瞭高分辨率電子顯微鏡（SEM/TEM）和X射綫衍射（XRD）對典型多相沉積物的截麵形貌和物相組成進行瞭剖析。 2.3 熱物性反饋效應： 探討瞭沉積層本身的熱阻增加如何反過來影響局部溫度場，從而可能改變流體中化學物質的局部過飽和度，驅動新的沉積模式的産生——形成一個正反饋或負反饋迴路。 第三部分：影響多相沉積的關鍵操作變量與材料選擇 本部分將理論機製與實際操作條件緊密結閤，分析瞭影響多相沉積速率和特性的主要宏觀參數。 3.1 流體力學條件的調控： 考察瞭流速、湍流強度、雷諾數對顆粒輸運和生物剪切力的影響。特彆關注瞭在低剪切力區域（如換熱管死角或低流速側）多相沉積的加速現象及其機理。 3.2 流體化學組分與pH/離子強度： 分析瞭鈣、鎂、磷酸根、矽酸根等離子濃度的協同效應，以及操作pH值在驅動不同類型沉積（如溶解態到沉澱態的轉變）中的敏感性。 3.3 換熱器材料與錶麵改性： 對比瞭碳鋼、不銹鋼、銅閤金以及聚閤物塗層在抵抗多相沉積方麵的差異。深入探討瞭錶麵粗糙度、錶麵電荷以及親水/疏水改性（如氟化處理、納米塗層）對抑製不同沉積物附著的有效性。 第四部分：多相沉積的實時監測與智能控製策略 成功的沉積控製依賴於準確的診斷和及時的乾預。本部分側重於先進的監測技術和創新的控製手段。 4.1 在綫監測技術： 係統介紹瞭用於檢測熱交換器錶麵狀態和流體特性的先進傳感器技術，包括：基於超聲波的聲學監測法、電容/電阻抗譜（EIS）法、光縴傳感技術以及基於熱流密度或傳熱係數的實時衰減監測算法。強調如何區分由不同相態沉積引起的信號變化。 4.2 沉積抑製與清洗技術： 預處理與藥劑控製： 介紹瞭針對多相沉積的復閤型阻垢劑、分散劑和生物殺滅劑的篩選原則，以及控製投放劑量和時序的優化方法。 物理乾預方法： 詳細闡述瞭機械清洗（高壓射流、刷式清洗）的局限性，並重點介紹瞭非接觸式或低接觸式強化清洗技術，如脈衝氣流清洗、超聲波輔助清洗，以及它們在剝離復雜多相沉積層時的適用性。 智能控製與預測模型： 引入瞭基於機器學習（如神經網絡和支持嚮量機）的預測模型，利用多變量曆史數據（溫度、流速、水質參數）來預測沉積的拐點，實現“預防性”而非“反應性”的清洗調度。 總結 《跨越熱交換器錶麵的多相沉積：從機理到控製的全麵探索》不僅是對現有知識體係的梳理，更是一次麵嚮未來工業挑戰的深度思考。本書的讀者群涵蓋瞭化工工程師、能源係統維護人員、熱力學研究人員，以及從事流體機械、水處理和腐蝕防護的科研工作者。通過對復雜耦閤機製的深入剖析和對前沿控製技術的係統介紹，本書旨在指導讀者開發齣更高效、更可靠的熱交換係統，從而顯著提升工業過程的能源利用效率和可持續性。

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